[发明专利]同步多频阻抗测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子元件分析、材料分析及相关的技术领域，具体地说，涉及一种适用于不同频率的待测样阻抗的快速测量的同步多频测量方法及其装置。

背景技术

目前一般测量阻抗的方法是通过阻抗测量装置加以完成的。在测量过程中，利用阻抗测量装置中的激励源，使其发出某一设定频率的激励波形作用于待测阻抗和与待测阻抗相串联的已知阻值的参考阻抗，再通过矢量电压表检测待测阻抗和参考阻抗上的电压，计算得到待测阻抗。该方法具有频率范围广、精度高的特点。

但是，现有测量阻抗的方法存在以下不足：当需要测量不同频率的阻抗时，现有的阻抗测量方法只能在一个频率点测量完之后，再继续测量另一个频率点，即在任一时刻只能测量待测样在单一频率的阻抗。这样，测量待测样在多个频率的阻抗就需花费较长时间，因此，难以快速测量待测样阻抗的频率谱。

发明内容

本发明的目的是要解决上述问题，提供一种同步多频阻抗测量方法，能够克服在任一时刻只能测量单个频率下阻抗的问题，实现同步测量多个不同频率的阻抗；本发明的再一目的是，提供所述同步多频阻抗测量方法的一种测量装置，以实现多个不同频率同时作用于待测样，而又能同时分开测量不同频率的阻抗，进而达到同时作用、同时测量的目的。

为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。

一种同步多频阻抗测量方法，包括以下步骤：

（1）将多个不同频率的输入电压与对应的多个不同频率的参考电压同时加载于测量桥路；其中所述测量桥路包括待测阻抗、参考阻抗、运算放大器；

（2）在所述待测阻抗上生成多个不同频率的矢量输入电压，在所述参考阻抗上生成多个不同频率的矢量参考电压；

（3）分别将生成的每一所述不同频率的矢量输入电压和生成的每一所述不同频率的矢量参考电压传送至多个矢量电压表；矢量电压表包括移相器、开关、乘法器、低通滤波器和A/D转换器；

（4）将每一所述不同频率的矢量输入电压分别与移相器产生对应频率的正弦信号以及与移相器产生对应频率的余弦信号相乘，以分别得到对应的乘积值；同样，将每一所述不同频率的矢量参考电压分别与移相器产生对应频率的正弦信号以及与移相器产生对应频率的余弦信号相乘，以分别得到对应的乘积值；

（5）每一所述不同频率的矢量输入电压与对应频率的正弦信号相乘所得的乘积值，以及每一所述不同频率的矢量输入电压与对应频率的余弦信号相乘所得的乘积值通过低通滤波器分别生成对应的直流分量，进而获得多个不同频率的矢量输入电压的电压值；同样每一所述不同频率的矢量参考电压与对应频率的正弦信号相乘所得的乘积值，以及每一所述不同频率的矢量参考电压与对应频率的余弦信号相乘所得的乘积值通过低通滤波器分别生成对应的直流分量，进而获得多个不同频率的矢量参考电压的电压值；

（6）根据多个不同频率的矢量输入电压和与其对应的多个不同频率的矢量参考电压，获得不同频率的对应阻抗。

进一步，在所述步骤（1）之后包括通过混频器将生成的多个不同频率的输入电压进行叠加的步骤。

进一步，在所述步骤（5）中包括通过多个开关在每一所述不同频率的矢量输入电压测量之后切换至对应的同一频率矢量参考电压测量的步骤。

为实现上述第二目的，本发明采取了以下技术方案。

一种同步多频阻抗测量装置，包括：加载模块、生成模块、传送模块、相乘模块、滤波模块以及获取模块；

所述加载模块用于将多个不同频率的输入电压与对应的多个不同频率的参考电压同时加载于测量桥路；其中所述测量桥路包括待测阻抗、参考阻抗、运算放大器；

所述生成模块用于在所述待测阻抗上生成多个不同频率的矢量输入电压，在所述参考阻抗上生成多个不同频率的矢量参考电压；

所述传送模块用于分别将生成的每一所述不同频率的矢量输入电压和生成的每一所述不同频率的矢量参考电压传送至多个矢量电压表；矢量电压表包括移相器、开关、乘法器、低通滤波器和A/D转换器；

所述相乘模块用于将每一所述不同频率的矢量输入电压分别与移相器产生对应频率的正弦信号以及与移相器产生对应频率的余弦信号相乘，以分别得到对应的乘积值；同样，将每一所述不同频率的矢量参考电压分别与移相器产生对应频率的正弦信号以及与移相器产生对应频率的余弦信号相乘，以分别得到对应的乘积值；